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Methoden

Wie untersucht man Entscheidungsprozesse im menschlichen Gehirn?

Eine Entscheidung zu treffen heißt, dass man in irgendeiner Weise Informationen über die möglichen Optionen abwägt. In der Forschungsgruppe NeuroCode werden deshalb Entscheidungsaufgaben entwickelt, die es den Wissenschaftlern erlauben, genau zu kontrollieren, welche Informationen für eine Entscheidung relevant sind und welche Erfahrungen Probanden mit den Folgen einer Entscheidung bisher gemacht haben.

Während Probanden solche Entscheidungsaufgaben bearbeiten, werden in der Regel Hirndaten mittels Magnetresonanztomographie (MRT) aufgezeichnet. Die zentralen Fragen der Wissenschaftler lauten: Wie werden während des Entscheidens die relevanten Informationen und die bisherigen Erfahrungen im Gehirn verarbeitet? Werden zum Beispiel tatsächlich einzelne Erfahrungen abgerufen oder wird nur geprüft, wie gut es im Durchschnitt in der Vergangenheit war, eine bestimmte Option zu wählen? Diese Fragen zu beantworten, erfordert den Einsatz moderner Analyseverfahren aus der Statistik und der künstlichen Intelligenz, welche darauf abzielen, die in den Hirndaten enthaltenen Signale zu entschlüsseln. Eine Schwierigkeit dabei ist, dass die menschliche Hirnaktivität mittels MRT nicht direkt, sondern nur über den Blutfluss ermittelt werden kann.

Eine zweite methodische wie auch theoretische Herausforderung ist es, die statistischen Ergebnisse zu interpretieren. Warum werden zum Beispiel bestimmte Erfahrungen abgerufen und andere nicht? Um diese Fragen zu beantworten, werden Computermodelle getestet, die versuchen, nach unterschiedlichen Algorithmen die gleichen Entscheidungsaufgaben zu lösen wie die menschlichen Probanden. Im Anschluss werden die Vorhersagen dieser Modelle mit den Ergebnissen der Verhaltens- und Hirndatenanalyse abgeglichen.

Das Zusammenspiel der oben beschriebenen Methoden stellt ein klassisches Repertoire einer jungen Forschungsdisziplin dar: der komputationalen, kognitiven Neurowissenschaften.